SU1680791A1 - Способ управлени плавкой силикомарганца в пр моугольной рудовосстановительной электропечи - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к черной металлургии , конкретно к производству ферросплавов , преимущественно марганцевых Цель изобретени  - повышение технико- экономических показателей процесса выплавки ферросплавов за счет обеспечени  оптимальной кратности шлака. Способ управлени  выплавкой силиком ргзнца в пр моугольной рудовосстановительной электропечи заключаетс  в том, что в рабочем пространстве печи в определенных точках с помощью датчиков температуры и давлени  и измерительных устройств определ ют и посто нно контролируют в процессе плавки отношение температуры к давлению t/p между парой электродов каждой фазы. Выпуск расплава производ т при отношении t/p в точке замера, равном 40 - 60°С/мм вод.ст., из той летки, котора  находитс  на оси точки замера. Заканчивают выпуск при достижении соотношени  t/p, равном 15 - 25°С/мм вод ст 2 ил., 3 табл Ј

Description

Изобретение относитс  к черной метул- лургии, конкретно к производству ферросплавов , преимущественно марганцевых.

Цель изобретени  - повышение технико-экономических показателей процесса выплавки ферросплавов за счет обеспечени  оптимальной кратности шлака.

Способ управлени  выплавкой силико- марганца в пр моугольной рудовосстанови- тельной электропечи заключаетс  в том, что с помощью специально установленных в рабочем пространстве печи датчиков температуры и давлени  и соединенного с ними измерительного устройства определ ют отношение температуры к давлению t/p.

Измерение провод т в приэлектродной зоне колошника между парой электродов каждой фазы, а при отношени х температуры к давлению t/p, равных 40 - 60 и 15 - 25°С мм вод. ст. соответственно начинают и заканчивают выпуск расплава из летки, расположенной на оси замера.

На фиг.1 представлена ванна закрытой пр моугольной рудовосстановительной электропечи типа РПЗ-63, поперечный разрез; на фиг.2 - печь, вид в плане.

Устройство содержит (фиг. 1) датчики температуры 1 и давлени  2, установленные в рабочем пространстве ванны 3 электропе чи 4, соединенные с измерительным устрой ством 5, определ ющим отношение t/p

а

00

о

VI

О

Датчики температуры 1 и давлени  2 установлены вертикально по оси 6 леток 7 между парами электродов 8 каждой фазы на удалении от продольной оси 9 ванны (0,78 - 0,8)в, где в -длина большей стороны поперечного сечени  электрода 8, и заглублены в рабочее пространство электропечи 4 на (0,45 - 0,5)в от нижней крбмки 10 загрузочной воронки 11. Датчики 1 и 2 спецарматурой 12 соединены с устройством 5, а сами закреплены на своде 13.

Способ осуществл ют следующим образом .

К установленным вертикально на указанных рассто ни х по оси 6 леток 7 зондам-датчикам температуры 1 и давлени  2 посредством специальной арматуры подключены измерительные устройства 5, которые посто нно в процессе плавки и выпуска ферросплава контролируют отношение t/p в данной точке объема рабочего пространства ванны, т.е. в данном случае в трех точках в приэлектродной зоне колошника между парой электродов каждой фазы. Датчики давлени  2 и температуры 1 имеют чехлы из жаростойких труб и закреплены в своде 13 электропередачи 4 в специальных гнездах, Выплавл ют из печи марганцевый сплав, поддержива  требуемый технологический режим.

Выпуск расплава производ т при отношении t/p в одной из точек против леток 7, равном 40 - 60°С мм вод.ст., поскольку это свидетельствует о низкой скорости схода шихты, ее спекании, уменьшение давлени  печных газов в данной области реакционной зоны и повышении температуры, вследствие образовани  достаточного количества шлака и металла. Летку 7 закрывают при достижении отношени  t/p, равном 15 - 25°С/мм вод.ст., что свидетельствует о заполнении освободившейс  от расплава части реакционной зоны ванны 3 электропечи 4 свежей шихтой, обладающей высокой газопроницаемостью и относительно низкой температурой. Хот  электроферросплавы, а том числе марганцевые , выплавл ют на относительно стабильном фракционном составе шихты, отношени  t/p при возможном отклонении фракции от нормы укладываютс  в приведенные интервалы. Более существенные отклонени  отношений t/p от приведенных свидетельствуют о нарушени х в работе печи , причины которых указаны выше (зависание шихты, неудовлетворительный фракционный состав, наплавление шлака и т.д.), что требует корректировки в требуемую сторону. Серьезные нарушени  технологического , электрического режимов

(высока  посадка электродов вследствие избытка восстановител  и т.д.) практически не сказываютс  наработе устройства, поскольку отношени  t/p существенно не измен ютс . В ходе плановых ремонтов целесообразна очистка датчиков давлени  от возгонов газообразных продуктов реакций .

В качестве примера проведены сопо0 ставительные плавки на электропечи экспериментального цеха НЗФ по предлагаемому и известному способам. Испытани  проводились в идентичных услови х . Величины отношений t/p измен лись в

5 за вл емых в формуле изобретени  пределах , а также принимали запредельные значени , при этом выполн лась оценка технико-экономических результатов выплавки силикомарганца.

0 В табл.1 -3 приведены данные испытаний .

Как видно, при мощности на электроде МВтэкспериментальной печи оптимум кратности шлака и минимум удельного рас5 хода электроэнергии наблюдаетс  в случ,ае начала выпуска при мм вод.ст. и окончани  его при t/p 20°C/MM вод.ст. При значени х за вл емых параметров, выход щих за указанные пределы, поставленна 

0 цель не достигаетс . В пределах параметров , указанных в формуле изобретени , наблюдаетс  устойчивое улучшение технико-экономических показателей работы электропечи (см.таблицы).

5 Способ основан на том, что структура

рабочего пространства ванны электропечи,

например, выплавл ющей сплавы марган ца, характеризуетс  наличием следующих

зон (фиг.1): ЗРШ - зона рыхлой (сыпучей)

0 шихты; ЗНШ-зона неподвижной (малоподвижной ) шихты; ЗПШ - зона первичного шлака; ЗКС - зона коксового сло ; ЗКШ - зона конечного шлака; Гр - гарниссаж; ЗМ - зона металла; ПП - подэлектродна  (у тор5 Ца электрода) полость.

Согласно разработанной на основе экспериментальных исследований газодинамической модели содержимого ванны печи дл  выплавки сплавов марганца источником

0 газовыделени   вл етс  в первую очередь фокус п тна дугового разр да подэлектрод- ного промежутка (полости), интенсивность которого зависит от мощности дугового разр да , а значит и от активной мощности на

5 электроде. В подсводовое пространство закрытой рудовосстановительной печи образующие газы поступают преимущественно через приэлектродную зону, включающую дл  печей производства сплавов марганца зону рыхлых материалов (ЗРШ), зону первинного шлака (ЗПШ), примыкающую к зоне коксового сло  (ЗКС). Печные газы проход т в подсводовоепространство в основном н стыке ЗРШ (ЗПШ) и ЗНШ почти у основани  конуса рыхлой шихты, подаваемой в печь через воронки. Столб шихты от труботечек и в воронках играет роль своего рода затвора , свойства которого измен ютс  в случае спекани  шихты, возникновени  обвалов шихты и свищей, привод щих к улету мар- ганца. Дл  приэлектродной зоны характерно изменение давлени  газов в сторону увеличени  по мере приближени  к боковой поверхности, особенно к рабочему торцу электрода. Газодинамические харак- теристики сло  ЗРШ колошника ванны печи обладают определенной однородностью, завис щей от грансостава подаваемой шихты . Изменение давлени  в любой точке ЗРШ в достаточной степени отражает изменение давлени  приэлектродной зоны печи.

Аналогичной закономерности дл  зоны ЗНШ не установлено. Температуры ЗРШ колошника ванны электропечи косвенным образом отражает изменение температуры ЗПШ, а также важнейших технологических зон. Размеры реакционной зоны у электродов печи, включающей в первую очередь часть зоны ЗРШ, ЗПШ и участок основных технологических зон, завис т от мощности на электроде, что сказываетс  на толщине ЗНШ. Температура и давление этой зоны  вл ютс  косвенными параметрами, характеризующими технологический процесс выплавки ферросплавов..

Экспериментально установлено, что показани  датчиков давлени  и температуры, установленных вертикально по оси леток между парами электродов каждой фазы на удалении от продольной оси ванны (0,75 - 0,8)в, где в -длина большей стороны поперечного сечени  электрода, и заглубленных в рабочее пространство печи на (0,45 - 0,5)в от нижней кромки загрузочной воронки, т.е. на глубине (0,5 - 0,6) м от поверхности ко- лошника в зоне ЗРШ, косвенным образом характеризуют ход технологического процесса и могут быть использованы дл  управ- лени  выплавкой ферросплавов в электропечи.

При отношени х температуры к давлению t/p, равных 40 - 60 и 15 - 25°С/мм вод.ст., соответственно начинают и заканчивают выпуск расплава из летки, расположенной по оси замера. Диапазон изменени  отношений t/p в начале и конце выпуска определ етс  тем обсто тельством , что в процессе выплавки сплава мощность на электроде составл ет - 9 МВт, что, соответственно, оказывает вли ние на

величину отношени . Экспериментально установлено, что отношение t/p практически линейно измен етс  при изменении мощности на электроде как перед, так и после выпуска сплава из печи. Диапазон изменени  отношений соответствует диапазону изменени  мощности на электроде.

Шихтовые материалы в ванну печи после выпуска подают через воронки у электродов . Шихта формирует достаточной толщины зону ЗРШ. Шихта имеет температуру около 100 - 150°С (на уровне точки замера), ее частички разобщены, образующиес  у торца электрода печные газы беспреп тственно покидают рабочее пространство печи, просачива сь по всему сечению зоны ЗПШ и ЗРШ, т.е. шихта обладает высокой газопроницаемостью и измер емое давление достаточно высоко. По мере проплавлени  шихты и получени  си- ликомарганца идет постепенный сход шихты . Наступает такой момент, когда ванна печи заполнена жидким металлом и шлаком , сход шихты прекращаетс . При этом шихта зоны ЗРШ на уровне точки замера и выше за счет теплопередачи от нижних слоев содержимого ванны и электрической мощности на электроде спекаетс , т.е. частицы шихты оплавл ютс  и промежутки между ними уменьшаютс  и прекрываютс . Температура шихты при этом может составл ть величину 550 - 700°С, давление в точке замера падает, так как ухудшаетс  газопроницаемость шихты. Печные газы покидают рабочее пространство печи на границе зоны ЗПШ (ЗРШ), и ЗНШ т.е. в обходлриэлектродной реакционной зоны печи (в р де случаев по границе зон и боковой поверхности электрода ). Эти  влени  определ ют начало и конец выпуска сплава из печи. Выпуск начинают при - 60°С/мм вод.ст., при этом температуры высока, давление низкое. При отношении t/p 40- 60°С/мм вод.ст. процесс выплавки силикомарганца не завершен , на подине не скопилось достаточного количества металла и шлака. При - 60°С/мм вод.ст. частицы шихты в контролируемых зонах печи претерпевают гораздо более существенные физические превращени , образуетс  настыль, колошник печи становитс  гор чим, температура под сводом растет, нарушаетс  электротехнологический режим работы печи. Така  работа печи затрудн ет последующий активный сход шихты и нормальное ведение процесса.

Получаемые при этом незначительные выходы не компенсируютс  последстви ми нарушени  режима работы печи. Выпуск расплава из летки заканчивают при - 25°С/мм вод.ст. Приt/p 15-25 С/м вод.ст.

выпуск заканчивать не следует, поскольку при этокьв св зи с чрезмерным выпуском расплава свежа  шихта перемещаетс  слишком глубоко в подэлектродное пространство печи. Дл  ее расплавлени  требуетс  повышенна  активна  мощность электрода, что негативно сказываетс  на показател х процесса. При - 25°С/мм вод.ст. расплав выйдет из ванны печи не в полной мере и нагрета  шихта верхних зон не опуститс  к подине печи. В этом случае показатели работы печи, в том числе выход годного, невысоки.

Величина отношени  t/p в указанном диапазоне дл  начала и конца выпуска определ етс  фракционным составом шихтовых материалов, используемых при выплавке ферросплавов, в частности марганцевых . На нее оказывает вли ние также, ширина приэлектродной зоны, составл юща  при измерении от поверхности электрода , например, дл  силикомарганца 0,8 - 1,4 м, дл  ферромарганца - 0,4 - 0,8 м, дл 

малофосфористого шлака - 0,25 - 0,4 м (при - 9 МВт) (величина на фиг.1).

t

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Способ управлени  плавкой силикомарганца в пр моугольной рудовосстанови- тельной электропечи, включающий загрузку шихты через воронки, расплавление и периодический выпуск расплава из летки, измерение температуры в двух и более точках ванны, регулирование технологического режима , отличающийс  тем, что, с целью повышени  технико-экономических показателей процесса плавки за счет обеспечени 

   оптимальной кратности шлака, дополнительно измер ют давление печного газа в приэлектродной зоне колошника между парой электродов каждой фазы и определ ют отношение температуры к давлению t/p,

   при этом выпуск расплава начинают при отношении температуры к давлению, равном 40 - 60°С/мм вод.ст., а заканчивают при отношении, равном 15 - 25°С вод.ст.

   Таблиц

   Показатели выплавки силикомарганца в печи с использованием предлагаемого способа

   Изменение кратности шлака при выплавке скликомаргавца с использованием предлагаемого способа

   Таблица 2

   Таблица 3

   Изменение удельного расхода электроэнергии при выплавке силикомарганца с использованием предлагаемого способа

   шимпа

   ftfc

   Фиг.

   X

   тЛ

   Летка

   Фиг, 2

   Фиг, 2